电厂小浪底公用电进线开关跳闸失败原因分析与启示

摘要：厂用电系统是重要组成部分，厂用电的安全可靠直接关系到发电机组的安全运行。为了保证厂用电系统的可靠性，通常在设计时会采用几路不同的电源，同时为了防止一路电源故障时影响对设备的供电，在厂用电系统中广泛采用了备用电源自投自复(以下简称“备自投”)装置。小浪底厂用电系统较为复杂，有四个电源点、两个电压等级，10KV采用了明备用备自投方式，0.4KV采用了明备用和暗备用两种备自投方式。本文通过对一起厂用电异常现象进行分析，得出故障原因，并对厂用电的运行提出一些建设性意见。

关键词：厂用电 进线开关 跳闸失败 继电器故障

中图分类号：U226.8+1 文献标识码：A 文章编号：

小浪底工程位于河南省洛阳市以北40km，是黄河干流在三门峡以下峡谷河段唯一能够取得较大库容的控制性工程。小浪底水电站装机容量180万kW,装机6台,单机容量30万kW。小浪底工程的开发任务是以防洪(包括防凌)减淤为主,兼顾供水、灌溉、发电、除害兴利,综合利用。

1 小浪底电厂厂用电概况

小浪底电厂厂用电接线供电可靠、运行维护方便灵活并可保证机组和枢纽安全运行。

1.1 厂用电结构

厂用电接线如图1所示。

(1)小浪底水电厂的厂用电接线分为10 KV和0.4 KV两级，10 KV到0.4KV由环氧树脂绝缘的干式变压器转换。

(2)10 KV I段从地区电网取得，经额定电压35/10KV、额定容量5 MVA的干式变压器T21供电。

(3) 10KV II、IV段分别从3、6号机出口引接，经额定电压18/10 KV、额定容量5 MVA的干式变压器T22、T24供电。

(4) 10 KV 13段从220KV母线上经额定电压220/10KV，额定容量20MVA的充油风冷式高压备用变T23引接，然后又经高压电缆引到地下厂房10 KV III段。

(5) 0.4 KV的主要负荷是机组自用电、厂房照明电、公用电等。

1.2 厂用电运行方式

10 KV母线主要按四个电源点分为四段，互相连接，形成一个封闭的环形网络，由于T21、T22、T23、T24取自不同系统的电源，不允许并联运行，四个电源只能各自独立运行。小浪底水电厂的厂用电系统有10kV和400v两个电压等级，相应地采用了两种不同的备自投装置。10kV系统采用的是明备用备自投方式，而在400V系统中采用了明备用和暗备用两种备自投方式。

图一 小浪底厂用电系统图

3 事件经过

2011年4月1日在进行T23厂用变停运操作时，10KV IV段带III段联络运行正常，但在检查400V公用电5D、6D时发现5D失电，6D并未联络上5D，即400V公用电5D、6D 备自投动作失败。现地进一步检查发现400V公用电5D进线开关D45未分闸，并且其开关本体上有“T”报警。复归该报警后，开关仍未动作，手动将D45开关分闸后，400V公用电5D、6D联络开关D456立即自动合上，二者联络运行正常。

4 事件分析：

因400V公用电5D进线开关D45开关分闸后，400V公用电5D、6D联络开关D456立即自动合上，所以该单元的联络开关D456不存在任何故障，问题集中在400V公用电5D进线开关D45上。D45为何没有自动分闸？“T”报警是何含义？为何会出现该报警？

图二 公用电5D进线开关合闸条件示意图

图中：1KV1、1KV2、1KV3为5D进线低电压继电器（320V 动作）

2KA1为6D进线带电监视中间继电器

11KT、12KT为延时继电器

1QF（左）为5D进线开关D45辅助接点

1QF（右）为5D进线开关D45开关跳闸线圈

4.1 备自投动作过程

装置在上电或复位后的运行过程中，对系统的实际运行状况进行判断，若系统满足自投运行条件，经一定延时后，装置自动进入正向运行方式。在这种情况下，如工作电源消失，装置将按传统的备自投工作模式跳开失电母线的进线断路器，并在确认进线断路器跳开后合上分段断路器，自动投入备用电源继续向失电母线供电。这种工作模式对互为备用的电源是双向的。

4.2 原因分析

查看D45开关分闸回路可知，该开关未分闸的原因可能有：

（1）5D进线开关D45分闸线圈1QF损坏；

（2）2KA1即二段进线带电监视中间继电器故障；

（3）5D进线开关D45辅助接点1QF故障；

（4）延时继电器11KT故障。

对以上个原因进线逐一分析：

（1）如果是5D进线开关D45分闸线圈1QF损坏，即使进行手动合闸也不会成功，所以不可能是分闸线圈1QF损坏，原因一排除。

（2）现地查看6D进线开关柜，发现柜内各继电器工作正常，无一损坏。2KV1、2KV2、2KV3、2KA1带电正常，并未动作。所以也不可能是2KA1故障，原因二也被排除。

（3）因D45分闸时也要通过其辅助接点1QF来完成，而运行值班人员手分进线开关时，其正常动作，所以其辅助接点1QF也是正常的，原因三也被排除。

（4）以上三方面的原因均已排除，最后原因可能存在于延时继电器11KT，但11KT故障可能由三方面的原因，一是延时继电器11KT本身故障，二是5D进线带电监视中间继电器1KA1故障，三是5D进线带电监视继电器1KV1、1KV2、1KV3均故障。

现地进行全面检查及测量端子发现，1KV1、1KV2、1KV3失磁动作正常， 1KA1也带电正常且动作正常。

所以综上所述，D45未自动分闸是由于延时继电器11KT故障引起的，同时由于延时继电器11KT长时间（超过设定时间）未动作，才会出现“T”报警，也就是超时报警。

事后维护分厂二次室检查后答复，延时继电器11KT损坏，更换新的继电器后，“T”报警消失，故障复归。

三、事件启示

（1）加强对设备的全面的巡检监视。我厂已多次出现由于继电器故障而导致厂用电失电的情况，我们在巡检时一般只注重于观察盘柜外部设备的运行状况，而忽视了盘柜内部设备的健康状况。

（2）进一步加强对值班员细心方面的教育，我厂多次出现维护人员发现设备运行异常而我们运行值班人员未发现，所以我们应进一步加强这方面的教育，使每名值班员都能在对设备进行巡视检查做到细致、细心，任何方面都不容忽视。

（3）进一步提升运行值班员应对突发事件的能力。我们平时的工作中总会遇到一些异常情况，但并不是所有的异常我们都经历过或者别人给我们讲过如何处理的，我们要锻炼更强的心理素质，面对突发事件还能冷静处理、头脑清醒。

（4）进一步提升运行值班员分析问题的能力。我们面对一些异常和故障的时候，不能第一反应就是通知维护，当然这样也是正确的处理方法，但毕竟维护的同志到达现场还需要一些时间，如果我们能在这段时间内通过我们自身的能力把问题解决掉，就更进一步缩短了异常情况的处理时间。

（5）加强运行维护的沟通交流。我们有我们分析问题、处理问题的方法，维护有分析故障、处理故障的方法，但从总体来说在某一领域我们行值班员与维护人员在处理问题的能力上还是有一定差距的，我们不仅要加强自身的学习，更要进一步加强与维护的交流，学习他们分析问题、处理问题的方法。我们不仅仅要满足于将设备运行管理好，还要能在设备出现异常时尽快将设备处理好